JP2016031849A5

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Publication number: JP2016031849A5
Application number: JP2014154005A
Authority: JP
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2034-07-29

Claims

第１面および第２面を持つ主基板、
前記主基板の第１面に付着した第１基板、および
前記主基板の第２面に付着した第２基板を含む質量分析装置であって、
前記質量分析装置は、前記主基板の第１面から前記主基板の第２面へ貫通する少なくとも１つの空間を有し、
前記主基板の第１面から前記主基板の第２面へ貫通する空間（貫通室と呼ぶ）のうちの少なくとも１つは質量分析室であり、
前記質量分析室において荷電粒子の軌道を変化させることによって質量分析を行なうことを特徴とする、質量分析装置。
前記質量分析装置は、少なくとも２つの隣接する貫通室を有し、
前記隣接する２つの貫通室を第１貫通室および第２貫通室と呼び、第２貫通室は質量分析室であり、
前記第１貫通室と前記第２貫通室の間は、前記主基板の壁によって隔てられており（この壁を主基板壁板と呼ぶ）、
前記主基板壁板は、第１貫通室と第２貫通室とを接続する孔が空いており（この孔を主基板壁板孔と呼ぶ）、
前記主基板壁板孔を通って、荷電粒子が前記第１貫通室から前記第２貫通室である質量分析室へ入ることを特徴とする、請求項１に記載の質量分析装置
前記質量分析装置は四重極質量分析装置であり、
前記質量分析室は四重極質量分析室であり、
前記質量分析室は、前記主基板の第１面および／または第２面に略垂直方向において、前記第１基板および前記第２基板によって囲まれ、
前記第１基板は第１面および第２面を有し、
前記第２基板は第１面および第２面を有し、
前記第１基板の第２面は前記主基板の第１面に付着し、
前記第２基板の第１面は前記主基板の第２面に付着し、
前記質量分析室において、２つの四重極電極は前記第１基板の第２面に配置され、２つの四重極電極は前記第２基板の第１面に配置されており、
前記四重極電極に高周波電圧または直流電圧を印加することにより、前記質量分析室における荷電粒子の軌道を変化させることを特徴とする、請求項１または２に記載の質量分析装置。
前記質量分析装置は、磁場印加型装置であり
前記質量分析室は、磁場印加型質量分析室であり、
前記質量分析室における前記主基板の第１面に付着した第１基板の外側に配置された電磁石および／または前記主基板の第２面に付着した第２下部基板の外側に配置された電磁石により、主基板の第１面および／または第２面に対して略垂直方向の磁場が発生することによって、前記質量分析室に進行した荷電粒子の軌道が変化することを用いて質量分析を行なうことを特徴とする、請求項１または２に記載の質量分析装置。
前記質量分析装置は、電場印加型装置であり、
前記質量分析室は、電場印加型質量分析室であり、
前記電場印加型質量分析室は、前記主基板の第１面から主基板の第２面へ貫通する空間であり、
前記電場印加型質量分析室は、前記主基板の第１面および／または第２面に略垂直方向であって、前記電場印加型分析室である貫通室を進行する荷電粒子の進行方向と平行な両側において、前記主基板の側面（これを質量分析室主基板側面と呼ぶ）に囲まれており、
前記質量分析室主基板側面の両側面に電極が形成されており、
前記質量分析室において、荷電粒子は、前記主基板両側面に形成された電極に印加された電圧により発生する電界によって曲げられることを特徴とする請求項１または２に記載の質量分析装置。
前記質量分析装置は、少なくとも１つの磁場型質量分析室および少なくとも１つの電場型質量分析室を有する二重収束型質量分析装置であり、
前記磁場型質量分析室は前記主基板の第１面から主基板の第２面へ貫通する空間であり、
前記磁場型質量分析室において、少なくとも１つの電磁石が第１基板の外側に配置されており、および／または少なくとも１つの電磁石が第２基板の外側に配置されており、
前記磁場型質量分析室における荷電粒子の軌道は、前記主基板の第１面および／または前記主基板の第２面に対して略垂直方向において前記少なくとも１つの電磁石によって前記磁場型質量分析室で発生する磁場によって変化し、
前記電場型質量分析室は前記主基板の第１面から前記主基板の第２面へ貫通する空間であり、前記電場型質量分析室は、前記主基板の第１面および／または前記主基板の第２面に対して略垂直方向において主基板の側面（これを電場型質量分析室主基板側面と呼ぶ）によって囲まれており、
前記電場型質量分析室主基板側面の両側面に電極が配置されており、
前記電場型質量分析室において荷電粒子の軌道は前記電極に印加された電圧によって変化することを特徴とする、請求項１または２に記載の質量分析装置。
前記質量分析装置はイオンサイクロトロン共鳴質量分析装置であり、
前記質量分析室は、荷電粒子が進入しサイクロトロン運動をする貫通室（ＩＣＲ室と呼ぶ）であり、
前記質量分析室は主基板の第１面から主基板の第２面へ貫通する空間であり、
荷電粒子は前記質量分析室へ入り、前記質量分析室においてサイクロトロン運動をして、
前記質量分析室は、サイクロトロン運動をする荷電粒子が衝突する主基板の側壁を有し（この側壁をトラップ電極用側壁と呼ぶ）、
前記トラップ電極用側壁は、荷電粒子の進行方向に配置されており、前記主基板壁板孔を有する前記主基板壁板に対面しており、
第１の電極はトラップ電極用側壁に配置され、前記第１の電極は荷電粒子を捕獲し、
前記質量分析室において、第２の電極は第１基板に配置され、また第３の電極は第２基板に配置されており、荷電粒子は第２の電極および第３の電極の間に印加された電圧によって励起され、
磁場は前記主基板壁板孔を有する前記主基板壁板からトラップ電極用側壁へ向かう方向に対して略平行な方向に印加されていることを特徴とする、請求項２に記載の質量分析装置。
前記磁場は、前記質量分析室の外側において前記質量分析室をスパイラル状に巻いたコイルによって発生することを特徴とする、請求項７に記載の質量分析装置。
第１面および第２面を有する主基板、
前記主基板の第１面に付着した第１基板、および
前記主基板の第２面に付着した第２基板を含む加速装置であって、
前記加速装置は、荷電粒子を加速または減速する線形加速機構、および／または、荷電粒子を収束する収束機構を含み、
前記線形加速機構は、主基板の第１面から主基板の第２面に貫通する複数の空間（貫通空間と呼ぶ）を含み、
前記複数の貫通空間のうちの少なくとも３つは隣接する貫通空間であり、
前記隣接する貫通空間は前記主基板の壁によって仕切られており（この主基板の壁を主基板壁板と呼ぶ）、
前記主基板壁板は前記隣接する貫通空間を接続する通路を有し、
荷電粒子は、前記通路を通って、前記隣接する貫通空間から前記隣接する他の貫通空間へ入り、
荷電粒子は隣接された前記主基板壁板上に形成された電極に印加された直流電圧または高周波電圧によって加速または減速され、
前記収束機構は、前記主基板の第１面から前記主基板の第２面に貫通する空間（この空間を貫通空間Ａと呼ぶ）に配置されるか、および／または前記貫通空間Ａの周りに配置されており、
前記収束機構は４極磁石方式であり、
４極磁石のうちの１つ（第１の磁石）は、荷電粒子が通過する貫通空間Ａを構成する前記主基板の第１面に付着した第１基板の外側に配置され、
４極磁石のうちの１つ（第２の磁石）は、荷電粒子が通過する貫通空間Ａを構成する前記主基板の第２面に付着した第２基板の外側に配置され
４極磁石のうちの他の２つ（第３の磁石および第４の磁石））は, 荷電粒子が通過する貫通空間Ａを構成する前記主基板の両側面の外側に配置されることを特徴とする、加速装置。
前記加速装置はさらに少なくとも１つの環状軌道を含み、
前記環状軌道は主基板の第１面から主基板の第２面に貫通する空間であり、
前記線形加速機構および／または前記収束機構を通過した荷電粒子は前記環状軌道に入り、
前記環状軌道の曲線軌道部分において、少なくとも１つの電磁石が主基板の第１面に付着した第１基板の外側に配置され、
前記環状軌道の曲線軌道部分において、少なくとも１つの電磁石が主基板の第２面に付着した第２基板の外側に配置され、
荷電粒子は、前記電磁石を用いて発生する磁場によって、前記環状軌道の曲線軌道に沿って走ることを特徴とする、請求項９に記載の加速装置。
前記環状軌道は線形加速機構を含み、
前記線形加速機構は、主基板の第１面から主基板の第２面に貫通する複数の空間（貫通空間と呼ぶ）を含み、
前記複数の貫通空間のうちの少なくとも３つは隣接する貫通空間であり、
前記隣接する貫通空間は前記主基板の壁によって仕切られており（この主基板の壁を主基板壁板Ｂと呼ぶ）、
前記主基板壁板Ｂは前記隣接する貫通空間を接続する通路を有し、
荷電粒子は、前記通路を通って、前記隣接する貫通空間から前記隣接する他の貫通空間へ入り、
荷電粒子は隣接された前記主基板壁板Ｂ上に形成された電極に印加された直流電圧または高周波電圧によって加速または減速されることを特徴とする、請求項１０に記載の加速装置。
環状軌道はｎ個存在し、（ｎは２以上の整数）
（ｉ＋１）番目の環状軌道はｉ番目の環状軌道の外側に配置されており、
ｉ番目の環状軌道は主基板の第１面から主基板の第２面に貫通する空間（貫通空間と呼ぶ）を通して（ｉ＋１）番目の環状軌道につながり、（この貫通空間を貫通空間Ｃとする）
荷電粒子は、ｉ番目の環状軌道から出て、貫通空間Ｃを通って（ｉ＋１）番目の環状軌道へ入る（ここで、ｉは１〜ｎまでの整数、ｉ＝１、２、・・ｎ）ことを特徴とする、請求項請求項１０または１１に記載の加速装置。
前記加速装置は、さらに荷電粒子発生装置を含み、
前記荷電粒子発生装置は、第１面および第２面を有する主基板、主基板の第１面に付着した第１基板、および主基板の第２面に付着した第２基板を含み、
前記荷電粒子発生装置は、荷電粒子を発生する荷電粒子発生室を含み、
前記荷電粒子発生室は、主基板の第１面から主基板の第２面に貫通する空間（貫通空間と呼ぶ）であることを特徴とし、
前記荷電粒子発生装置で発生した荷電粒子は、主基板の第１面から主基板の第２面に貫通する空間（貫通空間と呼ぶ）を通って、前記線形加速装置へ入ることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかの項に記載の加速装置。
第１面および第２面を有する主基板、
主基板の第１面に付着した第１基板、および
主基板の第２面に付着した第２基板を含む荷電粒子を発生する荷電粒子発生装置であって、
前記荷電粒子発生装置は、荷電粒子を発生する荷電粒子発生室を含み、
前記荷電粒子発生室は、主基板の第１面から主基板の第２面に貫通する空間であることを特徴とする荷電粒子発生装置。
前記荷電粒子発生室に配置された試料は第１基板に開口された開口部からレーザーで照射され、この結果試料は粒子状に分解され、（これを分解粒子と呼ぶ）
前記分解粒子は、レーザー、電子ビーム、放射光、およびＸ線から選択された１つのイオン化ビームで照射され、この結果、荷電粒子発生室において荷電粒子が前記イオン化ビームの照射によって発生することを特徴とする、請求項１４に記載の荷電粒子発生装置。
試料は試料板に配置され、
前記試料板は第１基板に開口された開口部から荷電粒子発生室へ挿入され、（この開口部を第１開口部と呼ぶ）
前記試料板は第１面および第２面を有し、
前記試料は前記試料板の第１面に付着し、
前記試料板の第２面は主基板の壁に密着し、
電圧が前記試料板に印加され、
レーザーが第１基板または第２基板に開口された開口部から試料に照射され、この結果、試料は粒子状に分解され、（これを分解粒子と呼ぶ）
分解粒子の一部は荷電粒子であり、前記試料板の電荷と同じ電荷を持つ荷電粒子は前記試料板から出て来ることを特徴とする、請求項１４に記載の荷電粒子発生装置。
導電体膜が荷電粒子発生室に形成され、前記導電体膜は互いに電気的に接続しない少なくとも２つの領域に分けられており、（その領域を導電体膜領域Ａおよび導電体膜領域Ｂと呼ぶ）
試料液または試料ガスが第１基板、第２基板および／または主基板の壁に配置された入口から荷電粒子発生室へ導入され、
前記試料液または試料ガスは、前記導電体膜領域Ａおよび前記導電体膜領域Ｂの間に印加された電圧によって発生する電場によって、荷電粒子発生室でイオン化され、
および／または、電磁石が荷電粒子発生室の外側に配置され、この結果、磁場が荷電粒子発生室において印加されることを特徴とする、請求項１４に記載の荷電粒子発生装置。